Hydrodynamic instabilities in shallow reservoirs

Abstract

Ce travail de ?n d'études est consacré à l'étude des écoulement en réservoirs peu pro- fonds. L'objectif principal est d'étendre les connaissances des di?érents régimes d'écoulement a?n d'améliorer la prédiction des dépôts et donc, la gestion des réservoirs. Pour ce faire, deux points sont couverts dans cette thèse: l'in?uence des paramètres géométriques (lon- gueur et largeur du réservoir) sur les caractéristiques principales des écoulements oscillants et l'applicabilité de principes thermodynamiques pour prédire le régime d'écoulement dans les réservoirs. Concernant le premier point, trois expériences ont été réalisées dans un ca- nal horizontal peu profond, la première expérience étant utilisée a?n de valider le protocole expérimental. Pour chaque expérience, les champs de vitesses à la surface ont été mesurés par LSPIV et les caractéristiques principales des écoulements oscillants mesurés tels que les longueurs caractéristiques ou le nombre de Strouhal ont été obtenus en utilisant la POD (Decomposition orthogonale). Au ?nal il a été montré que pour un régime d'écoulement donné, les caractéristiques de l'écoulement ne dépendent pas de la géométrie mais seulement de la faible profondeur du réservoir. Dans la seconde partie, deux modèles analytiques ont été développés pour modéliser les écoulements symétriques et asymétriques. Les équations de continuité et de quantité de mouvement ont été établies et la puissance développée par la force de cisaillement a été déterminée pour chacun des modèles et comparée. Sur base de cette comparaison, il a été montré que le principe de la puissance maximum pouvait être utilisé pour déterminer le régime d'écoulement dans les réservoirs.